(57)【要約】【課題】特性の良好な光電変換装置の製造方法を提供する。特に、光電変換層の成膜中にエアロゾルとして量子ドットを導入することにより、特性の良好な光電変換装置を製造する。【解決手段】本発明に係る光電変換装置の製造方法は、光電変換層を有する光電変換装置の製造方法であって、前記光電変換層の形成工程が、第１材料の化学気相成長雰囲気中に、第２材料のナノ粒子を導入しつつ成膜する工程を含み、前記光電変換層は、前記第１材料の堆積膜中に前記ナノ粒子を分散状態で含有させた堆積層として形成される。かかる方法によれば、第１材料の化学気相成長雰囲気中に、第２材料のナノ粒子を含有させた、いわゆるエアゾルを導入しつつ成膜することにより、良質な光電変換層を形成することができる。【選択図】図１０
2010219413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換層を有する光電変換装置の製造方法であって、
前記光電変換層の形成工程が、
第１材料の化学気相成長雰囲気中に、第２材料のナノ粒子を導入しつつ成膜する工程を含み、
前記光電変換層は、前記第１材料の堆積膜中に前記ナノ粒子を分散状態で含有させた堆積層として形成される光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２材料は、前記第１材料よりバンドギャップが小さい半導体よりなる請求項１記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１材料はアモルファスシリコン層または多結晶シリコン層を形成可能な材料であり、
前記堆積層は、前記アモルファスシリコン層または前記多結晶シリコン層に前記ナノ粒子を含有したものである請求項２記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２材料は、ゲルマニウムである請求項２又は３記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
更に、第１導電型半導体層の形成工程と、前記第１導電型半導体層の逆導電型である第２導電型半導体層の形成工程と、を含み、
前記第１導電型半導体層は基板上に形成され、
前記光電変換層は前記第１導電型半導体層上に形成され、
前記第２導電型半導体層は前記光電変換層上に形成される、
請求項１乃至４のいずれか一項記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
前記化学気相成長雰囲気は、不活性ガス雰囲気である請求項１乃至５のいずれか一項記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
前記化学気相成長雰囲気は、１×１０-2Ｔｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ未満である請求項１乃至６のいずれか一項記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
前記化学気相成長雰囲気は、２００℃以下である請求項１乃至７のいずれか一項記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項記載の光電変換装置の製造方法を有することを特徴とする電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置の製造方法、特に、ナノ粒子を用いた光電変換装置の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギーかつ省資源でクリーンなエネルギー源として太陽電池（光電変換装置）の開発が盛んに行われている。太陽電池は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。その構成には、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池、多接合構造太陽電池など多種の構造体が検討されている。その中でも、理論的には６０％以上の変換効率を可能にする次世代の太陽電池として量子ドット（ナノ粒子）を用いた太陽電池が注目を浴びている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、誘電体材料薄層を配して隔てられた複数の結晶質半導体材料量子ドットを有する太陽電池が開示されている。
【０００４】
またナノ粒子の形成方法としては、各種方法が知られている。例えば金属塩の溶液に還元剤を添加してコロイド溶液とする湿式法、不活性ガス雰囲気中で蒸発した金属を凝集させるガス中蒸発法（下記特許文献２）、などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５３５８０６号公報
【特許文献２】特開平３−３４２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、上記量子ドットを用いた太陽電池の研究・開発に従事している。例えば、量子ドットを分散させた液体半導体材料を用いることにより、低コストで高性能の太陽電池を製造することを検討している。
【０００７】
しかしながら、液体半導体材料を用いた場合、液体半導体材料を溶解させる溶媒や量子ドットを分散させる分散媒の選択や調整が難しく、また、場合によっては、これらの溶媒や分散媒の成分が不純物となり膜特性を低下させる恐れもある。
【０００８】
そこで、本発明に係る具体的態様は、特性の良好な光電変換装置の製造方法を提供することを目的とする。特に、光電変換層の成膜中にエアロゾル状のナノ粒子を導入して量子ドットとすることにより、特性の良好な光電変換装置を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る光電変換装置の製造方法は、光電変換層を有する光電変換装置の製造方法であって、前記光電変換層の形成工程が、第１材料の化学気相成長雰囲気中に、第２材料のナノ粒子を導入しつつ成膜する工程を含み、前記光電変換層は、前記第１材料の堆積膜中に前記ナノ粒子を分散状態で含有させた堆積層として形成される。
【００１０】
かかる方法によれば、第１材料の化学気相成長雰囲気中に、第２材料のナノ粒子を含有させた、いわゆるエアロゾルを導入しつつ成膜することにより、良質な光電変換層を形成することができる。エアロゾルとは分散媒としての気体の中にナノ粒子などの微粒子（液状であるか固体であるかを問わない）が多数浮かんだ物質や状態のことである。
【００１１】
前記第２材料は、前記第１材料よりバンドギャップが小さい半導体よりなる。このように、第１材料と第２材料のバンドギャップの差により量子井戸が形成され、光電変換効率を向上させることができる。
【００１２】
例えば、前記第１材料はアモルファスシリコン層または多結晶シリコン層を形成可能な材料であり、前記堆積層は、前記アモルファスシリコン層または前記多結晶シリコン層に前記ナノ粒子を含有したものである。例えば、前記第２材料は、ゲルマニウムである。このように、第１材料としてアモルファスシリコン膜又は多結晶シリコン膜を用い、また、第２材料として、ゲルマニウムを用いてもよい。
【００１３】
上記光電変換装置の製造方法は、更に、第１導電型半導体層の形成工程と、前記第１導電型半導体層の逆導電型である第２導電型半導体層の形成工程と、を含み、前記第１導電型半導体層は基板上に形成され、前記光電変換層は前記第１導電型半導体層上に形成され、前記第２導電型半導体層は前記光電変換層上に形成される。このように、いわゆるｐｉｎ型の光電変換装置を製造してもよい。
【００１４】
前記雰囲気は、不活性ガス雰囲気である。また、前記雰囲気は、１×１０-2Ｔｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ未満である。このようにナノ粒子が生成可能であって、かつ、化学気相成長可能な条件下で成膜を行うことで、膜性能を向上させることができる。
【００１５】
前記雰囲気は、２００℃以下である。例えば、プラズマ下における化学気相成長においては、２００℃以下の低温処理が可能であり、不所望な副反応を防止することが可能となり、膜性能を向上させることができる。
【００１６】
本発明に係る電子機器の製造方法は、上記光電変換装置の製造方法を有する。
【００１７】
かかる方法によれば、電子機器の特性を向上させることができる。また、かかる電子機器の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】量子ドット型の光電変換装置（光電変換素子、太陽電池）の構成を示す断面図である。
【図２】量子ドット型の光電変換装置（光電変換素子、太陽電池）の構成を示す断面図である。
【図３】バルクの場合のエネルギーバンド図である。
【図４】量子ドットの場合の複数エキシトン生成効果を説明するためのエネルギーバンド図である。
【図５】超格子構造を模式的に示した断面斜視図である。
【図６】ミニバンドが形成された場合のエネルギーバンド図である
【図７】ミニバンドが形成された場合のエネルギーバンド図である。
【図８】ミニバンドが形成されない場合のエネルギーバンド図である。
【図９】本実施の形態の光電変換装置の製造工程を示す断面図である。
【図１０】本実施の形態の光電変換装置の製造工程で用いられる装置の概略図である。
【図１１】本実施の形態の光電変換装置の製造工程で用いられる装置の他の構成を示す概略図である。
【図１２】太陽電池（光電変換装置）を適用した電卓を示す平面図である。
【図１３】太陽電池（光電変換装置）を適用した携帯電話機を示す斜視図である。
【図１４】電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の機能を有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
＜実施の形態＞
［光電変換装置の構成］
まず、本発明者らが検討している量子ドット型の光電変換装置の基本的構造について説明する。図１および図２は、本実施の形態の量子ドット型の光電変換装置（光電変換素子、太陽電池）の構成を示す断面図である。
【００２０】
図１に示す光電変換装置は、いわゆるｐｉｎ構造の装置であり、ｐ層、ｉ層およびｎ層が順次積層された構成を有する。具体的には、図示するように、基板１上に、透明電極３、ｐ型（第１導電型）のアモルファスシリコン層５、ｉ型のアモルファスシリコン層７、ｎ型（第２導電型）のアモルファスシリコン層９および上部電極１１が順次積層されている。ｉ型のアモルファスシリコン層７中には、シリコンよりなる量子ドット（ＱＤ、ナノ粒子）ｄが分散状態で含有されている。
【００２１】
ここで、「量子ドット（ナノ粒子）」とは、半導体（化合物半導体を含む）で作られた微小な結晶粒子を意味し、数百から数万個の原子が集まったものである。特に、本明細書においては、粒径が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下のものを「量子ドット」と言い、また、結晶としては、単結晶の他、多結晶状態のものも含むものとする。
【００２２】
図２に示す光電変換装置においては、ｉ型のアモルファスシリコン層７が、複数の薄膜（７Ａ、７Ｂ）よりなり、量子ドットｄを含有するｉ型のアモルファスシリコン薄膜７Ａと量子ドットｄを含有しないｉ型のアモルファスシリコン薄膜７Ｂとが繰り返し積層されている。
【００２３】
このように、上記量子ドット型の光電変換装置においては、ｉ型のアモルファスシリコン層７中に量子ドットｄを含有させているため、光電変換効率の向上を図ることができる。光電変換効率の向上が図られる理由については、（１）量子サイズ効果、（２）複数エキシトン生成効果および（３）ミニバンド形成効果に起因するものと考えられる。以下、図３〜図８を参照しながらこれらについて詳細に説明する。図３および図４は、バルクの場合および量子ドットの場合の複数エキシトン生成効果を説明するためのエネルギーバンド図である。図５は、超格子構造を模式的に示した断面斜視図であり、図６及び図７は、ミニバンドが形成された場合のエネルギーバンド図であり、図８は、ミニバンドが形成されない場合のエネルギーバンド図である。なお、バンド図において黒丸は電子（ｅ）を白丸はホール（ｈ）を示すものとする。
【００２４】
（１）量子サイズ効果
光電変換においては、光のエネルギーを吸収した電子（キャリア）が、バンドギャップＥｇを越えて価電子帯と伝導帯の間を遷移し、電気エネルギー（電力）として取り出される。一般的に、半導体ナノ粒子では粒径が小さくなると、バンドギャップが大きくなることが知られている（特許文献１参照）。これを量子サイズ効果と呼び、、これにより、例えば、太陽光スペクトルにおいてエネルギーの大きな紫外光領域、可視光領域や赤外光領域などの特定の波長（例えば、４００ｎｍ〜８００ｎｍ）にあわせてバンドギャップを調整することができる。その結果、光を効率良く電気エネルギーに変換することができる。また、バンドギャップの異なる光電変換部を積層することにより、可視光領域や赤外光領域などに限らず太陽光スペクトルの各種波長の光を効率良く電気エネルギーに変換することができる。
【００２５】
（２）複数エキシトン生成効果（ＭＥＧ：Multiple Exciton Generation）
図３に示すように、バルクの半導体においては、キャリア（電子）は、光エネルギー（Ｅ＝ｈν＝ｈｃ／λ、ｈ：プランク定数、ν：振動数、ｃ：光の速さ、λ：波長）を受け、価電子帯に遷移し、電気エネルギーとして取り出される。ここで、バンドギャップＥｇより光エネルギーｈνが大きい場合（ｈν＞Ｅｇ）、キャリアは価電子帯の上部まで遷移するものの、Ｅｇを超えた余分なエネルギーは速やかに格子系に熱として移動して、より安定的な価電子帯の下部まで移動する。つまり、Ｅｇを超えたエネルギーは熱として失われる。したがって、１つの光子によって１つのキャリアしか生成できない。なお、励起された電子に対しホールは残存するため、これらの対をエキシトン（exciton、励起子）という。
【００２６】
これに対し、図４に示すように、量子ドットｄを用いた場合、量子ドットｄのバンドギャップＥｇとその周囲を取り囲む層（コア-シェル構造の量子ドットｄの場合、シェルｓが対応する）のバンドギャップＥｇｓとの差（Ｅｇｓ＞Ｅｇ）により量子井戸が形成される。この量子井戸により電子の移動方向が三次元的に制限される。また、この量子井戸中に形成される電子軌道は連続的ではない。そのため、バンドギャップＥｇより光エネルギーｈνが大きい場合（ｈν＞Ｅｇ）に、上位の軌道まで励起された電子が、バンドギャップの上端まで落ちる際に、格子系にエネルギーを熱として与えて緩和する過程が非常に遅くなる。その結果、同じ量子井戸中の別の電子との相互作用が相対的に強くなり、バンドギャップの上端まで落ちる際に別の電子にエネルギーを与える確率が強くなる。この時、当該光エネルギーｈνがバンドギャップの２倍より大きい場合（ｈν＞２Ｅｇ）には、更なる電子がバンドギャップを超えてエキシトンを生成することができるようになる。よって、１つの光子から複数のキャリア（例えば、電子）を生成することができる。したがって、これらを電流として取り出すことにより光電変換効率を向上させることができる。
【００２７】
（３）ミニバンド形成効果
例えば、図５に示すように、量子ドットｄを薄膜を介して３次元的に規則正しく配置させる（３次元的な周期性を持たせる）ことにより、量子ドット（量子井戸）間で相互作用が生じ、ミニバンドが形成される。即ち、図６に示すように、トンネル効果により量子井戸間にミニバンドが生じ、励起されたキャリアを、ミニバンドを通じて高速に外部に取り出すことができる。よって、キャリアの再結合による損失を低減でき、光電変換効率を向上させることができる。また、図７に示すように、前述の複数エキシトン生成効果により生じた遷移電子や、ミニバンド間における遷移電子などもミニバンドを介して効率良く取り出すことができる。なお、図７に示すように、電子のみならず、下側の量子井戸中に残存するホールも取り出すことができる。このように、量子ドットに３次元的な周期性を持たせた構造を超格子（SL：supper lattice)又は多重量子井戸(ＭＱＷ：Multi-Quantum Well)構造という。
【００２８】
これに対し、量子ドットｄを３次元的にランダムに分散させた場合（例えば、図１参照）は、図８に示すように、量子井戸間のトンネル効果が起こりにくい箇所が存在する。この場合、量子井戸間にミニバンドは形成されない。但し、この場合も、図示すように、励起された電子は、熱励起などにより量子井戸を超え、量子井戸の外へ抜けることができる。よって、超格子でない場合であっても、確率は低くなるものの量子井戸の外に電子を取り出すことができる。また、図６に示すように、量子ドットｄが縦横および上下に規則正しく並んだ構造は理想的ではあるが、量子ドットｄをこのように配列させることは容易ではない。よって、図２では、各膜（７Ａ）においては、平面的にランダムに量子ドットｄを配列させ、量子ドットｄを含まない膜（７Ｂ）と交互に配置させることにより、配列の周期性を持たせている。かかる構成によっても、ミニバンドの形成率を向上させ、光電変換効率を向上させることができる。また、図２においては、膜７Ａ中において、量子ドットｄを１原子ずつ配列させているが、当該膜中の原子配列において、上下方向に原子が２個又は３個程度配列していてもよい。要は、薄膜（７Ａ、７Ｂ）を交互に積層させることにより、配列の周期性を持たせることが重要である。
【００２９】
以上（１）〜（３）を通じて詳細に説明したように、量子ドットｄを含有させることで光電変換効率の向上を図ることができる。
［光電変換装置の製造方法］
次いで、図９および図１０を参照しながら説明した上記光電変換装置の製造方法について説明する。図９は、本実施の形態の光電変換装置の製造工程を示す断面図である。図１０は、本実施の形態の光電変換装置の製造工程で用いられる装置の概略図である。
【００３０】
図９（Ａ）に示すように、基板１として例えば、石英ガラス基板を準備し、基板１上に例えば、フッ素を添加した酸化錫（ＦＴＯ：F-doped Tin Oxide）膜を堆積させることにより透明電極３を形成する。
【００３１】
なお、基板１としては、例えば、光透過性の石英ガラス基板の他、ソーダガラス基板などの他のガラス基板、ポリカーボネート（Polycarbonate）、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate）などの樹脂を用いた樹脂基板やセラミックス基板などを用いてもよい。
【００３２】
また、透明電極３としては、例えば、ＦＴＯの他、インジウムをドープした酸化錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム（ＩｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの他の導電性の金属酸化物を用いてもよい。このような透明電極を用いることにより、基板１の裏面側（図中下側）からの光の透過性を向上させることができる。
【００３３】
次いで、透明電極３上に、ｐ型のアモルファスシリコン層５を熱ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposit、化学気相成長、化学的蒸着)法で形成する。例えば、ＳｉＨ4ガスを原料ガスとして、ホウ素などのｐ型不純物ガスを導入しながら、アモルファスシリコン膜を成膜する。この熱ＣＶＤにおいては、熱によって分解されたＳｉ原子が、化学吸着によりにより基板（透明電極３）１上に堆積することにより成膜がなされる。この際、ホウ素などの不純物原子が取り込まれ、ｐ型となる。また、ｐ型不純物ガスを導入せず、真性のアモルファスシリコン膜を形成した後、ｐ型不純物をイオン打ち込み法により注入してもよい。
【００３４】
次いで、図９（Ｂ）に示すように、アモルファスシリコンのプラズマＣＶＤ成膜雰囲気下において、量子ドット原料であるゲルマニウム（Ｇｅ）のナノ粒子と不活性ガスからなるエアロゾルを導入する。このエアロゾルは、分散媒としての不活性ガス（キャリアガス）中にＧｅ等よりなるナノ粒子が多数浮遊した状態であり、例えば次のようにして生成される。なお、図１０において、浮遊状態のナノ粒子をｄａで示す。図１０の粒子生成室２７にはヘリウムガスが導入されると同時に、成膜室２１に接続された減圧ポンプを通じて排気されており、所定の圧力（例えば２Ｔｏｒｒ、２６６．６Ｐａ）になるように制御されている。粒子生成室２７において、量子ドットｄの原料であるＧｅがコイル２９により誘導加熱され、気化し（蒸気となり）、周囲の蒸発した原子同士や周囲のキャリアガスとの衝突を繰り返し、数ナノメートルの粒径まで成長する。これらのナノ粒子ｄａは、キャリアガス（Ｈｅガス）中に浮遊した状態（エアロゾル）になる。またキャリアガスの流れに従って、エアロゾルは成膜室２１に設けられたシャワーヘッド２５に導入される。
【００３５】
一方、図１０に示す装置の成膜室２１内に設けられたステージ２３上には、基板１が載置される。この装置においては、アモルファスシリコンの原料ガス（ここではＳｉＨ4をＨ2で１０％程度に希釈したガス）と前述のナノ粒子ｄａを含有したエアロゾルを１００ｓｃｃｍ程度の流量でシャワーヘッド２５を介して成膜室２１内に導入する。成膜室２１は接続された減圧ポンプで例えば１Ｔｏｒｒ（１３３．３Ｐａ）となるように制御されている。また、ステージ２３とシャワーヘッド２５とが平行平板電極を構成し、これらの間に高周波（例えば、１３．５ＭＨｚ）を印加することで、プラズマＰが生じる。また、基板１は、ステージ２３に内蔵のヒーターにより約２００℃に加熱されている。このようにすると、通常のＣＶＤと同様に原料ガスは、プラズマにより分解されて基板１上に堆積することによりアモルファスシリコン膜の成膜が行われる。その際に同時に存在するＧｅのナノ粒子ｄａはプラズマで分解されることはないが、表面が活性化されて反応しやすくなり、アモルファスシリコン膜中にＧｅの量子ドットｄとして取り込まれる。これにより、量子ドットｄを含有するｉ型のアモルファスシリコン層７が形成される（図９（Ｂ））。この後、アモルファスシリコン層７に、レーザー処理し、多結晶化してもよい。例えば、３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザーを、１００〜５００ｍＪ／ｃｍ2程度のパルスで照射し、多結晶化する。
【００３６】
次いで、図９（Ｃ）に示すように、量子ドットｄを含有するｉ型のアモルファスシリコン層７上に、ｎ型のアモルファスシリコン層９を形成する。例えば、上記ｐ型不純物ガスをｎ型不純物ガスに代え、熱ＣＶＤ法により成膜する。次いで、ｎ型のアモルファスシリコン層９上に上部電極１１としてＡｌ（アルミニウム）膜を形成する。例えば、ｎ型のアモルファスシリコン層９上に、Ａｌをスパッタリング法により堆積し、必要に応じてパターニングすることにより上部電極１１を形成する。以上の工程により、本実施の形態の光電変換装置が形成される。
【００３７】
このように、本実施の形態においては、量子ドットｄの周囲を取り囲む層（以降、この層を「マトリクス層」という）材料の化学気相成長雰囲気中に、量子ドット材料のナノ粒子ｄａを含むエアロゾルを導入しつつ成膜したので、不純物を低減した特性の良好な膜を形成することができる。
【００３８】
次いで、図２に示す、ｉ型のアモルファスシリコン層７が、複数の薄膜（７Ａ、７Ｂ）で構成される場合の製造工程について説明する。
【００３９】
この場合、上記と同様に、基板１上に透明電極３およびｐ型のアモルファスシリコン層５を形成した後、上記と同様に、原料ガス（シランガス）とナノ粒子ｄａを含むエアロゾルが混合した雰囲気中で、量子ドットｄを含有するｉ型のアモルファスシリコン薄膜７Ａを形成する。次いで、粒子生成室２７における粒子の生成を停止し、ナノ粒子ｄａの供給を停止する。これにより、量子ドットｄを含まないｉ型のアモルファスシリコン薄膜７Ａを形成する。この後、これら薄膜７Ａ、７Ｂの堆積、即ち、ナノ粒子ｄａの供給および停止を繰り返し、シリコンよりなる量子ドットｄを含有する薄膜７Ａとシリコンよりなる量子ドットｄを含有しない薄膜７Ｂとが交互に積層されたｉ型のアモルファスシリコン層７を形成する（図２参照）。
【００４０】
なお、図２においては、模式的に、薄膜７Ａにおいて量子ドットｄ１個が平面的にランダムに配置される様子を示しているが、これに限られず、薄膜７Ａにおいて原子が上下方向に複数個積層する程度の膜厚としてもよい。即ち、前述のとおり、薄膜を交互に積層させることにより、量子ドットｄの配列の周期性を持たせ、ミニバンドの形成箇所を増加させることが重要である。
【００４１】
なお、上記工程においては、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンを形成したが、他の半導体をマトリクス層としてもよい。
【００４２】
また、図１０においては、いわゆるプラズマＣＶＤを例に説明したが、プラズマに変えて、熱や光で原料ガスの反応（分解）を促進させる熱ＣＶＤや光ＣＶＤ法などを用いてもよい。図１１は、本実施の形態の光電変換装置の製造工程で用いられる装置の他の構成を示す概略図である。なお、図１０と対応する箇所には、同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
【００４３】
かかる装置を用い、例えば、基板温度４５０℃程度で成膜する。例えば、粒子生成室２７は、約０．５Ｔｏｒｒ、成膜室２１は、約０．２Ｔｏｒｒ程度に調整されている。これにより、量子ドットｄを含有するｉ型のアモルファスシリコン層７が形成される。この後、７００℃で１時間程度の熱処理によりｉ型のアモルファスシリコン層７を多結晶化してもよい。
【００４４】
ここで、１×１０-2Ｔｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ未満の雰囲気下においては、エアロゾル中にナノ粒子ｄａを浮遊、導入させることが可能であるとともに、図１０を参照しながら説明したプラズマを生成できるため、成膜条件として好適である。特に、プラズマにより反応促進させる場合、２００℃以下の低温での成膜が可能となり、熱による不所望な副反応を防止することが可能となる。よって、膜性能を向上させることができる。
【００４５】
また、上記工程においては、原料ガスとして、ＳｉＨ4を用いたが、Ｓｉ2Ｈ6など、他のシリコン化合物ガスを用いてもよい。
【００４６】
また、上記工程においては、量子ドットとしてＧｅを用いたが、他の半導体を用いてもよい。また、量子ドットとしては、化合物半導体、例えば、ＰｂＳ、ＣｄＴｅなどを用いてもよい。
【００４７】
＜電子機器＞
上記光電変換装置は、各種電子機器に組み込むことができる。適用できる電子機器に制限はないがその一例について説明する。
【００４８】
図１２は、本発明の太陽電池（光電変換装置）を適用した電卓を示す平面図、図１３は、本発明の太陽電池（光電変換装置）を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）を示す斜視図である。
【００４９】
図１２に示す電卓１００は、本体部１０１と、本体部１０１の上面（前面）に設けられた表示部１０２、複数の操作ボタン１０３および光電変換素子設置部１０４とを備えている。
【００５０】
図１２に示す構成では、光電変換素子設置部１０４には、光電変換素子１が５つ直列に接続されて配置されている。この光電変換素子１として上記光電変換装置を組み込むことができる。
【００５１】
図１３に示す携帯電話機２００は、本体部２０１と、本体部２０１の前面に設けられた表示部２０２、複数の操作ボタン２０３、受話口２０４、送話口２０５および光電変換素子設置部２０６とを備えている。
【００５２】
図１３に示す構成では、光電変換素子設置部２０６が、表示部２０２の周囲を囲むようにして設けられ、光電変換素子１が複数、直列に接続されて配置されている。この光電変換素子１として上記光電変換装置を組み込むことができる。
【００５３】
なお、本発明の電子機器としては、図１２に示す電卓、図１３に示す携帯電話機の他、例えば、光センサー、光スイッチ、電子手帳、電子辞書、腕時計、クロック等に適用することもできる。
【００５４】
図１４は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、表示部１１０１を備え、例えば、この表示部１１０１の外周に、上記光電変換装置を組み込むことができる。
【００５５】
また、上記光電変換装置は、低コスト化、量産化に適し、家庭用又は業務用の太陽光発電システムに用いても好適である。
【００５６】
なお、上記実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施の形態の記載に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１…基板、３…透明電極、５…ｐ型のアモルファスシリコン層、７…ｉ型のアモルファスシリコン層、７Ａ…量子ドットｄを含有するｉ型のアモルファスシリコン薄膜、７Ｂ…量子ドットｄを含有しないｉ型のアモルファスシリコン薄膜、９…ｎ型のアモルファスシリコン層、１１…上部電極、２１…成膜室、２３…ステージ、２５…シャワーヘッド、２７…粒子生成室、２９…ヒーター、１００…電卓、１０１…本体部、１０２…表示部、１０３…操作ボタン、１０４…光電変換素子設置部、２００…携帯電話機、２０１…本体部、２０２…表示部、２０３…操作ボタン、２０４…受話口、２０５…送話口、２０６…光電変換素子設置部、１１００…腕時計、１１０１…表示部、ｄ…量子ドット、ｄａ…ナノ粒子、Ｐ…プラズマ
【図１】
2010219413.tif 000003
【図２】
2010219413.tif 000004
【図３】
2010219413.tif 000005
【図４】
2010219413.tif 000006
【図５】
2010219413.tif 000007
【図６】
2010219413.tif 000008
【図７】
2010219413.tif 000009
【図８】
2010219413.tif 000010
【図９】
2010219413.tif 000011
【図１１】
2010219413.tif 000012
【図１２】
2010219413.tif 000013
【図１３】
2010219413.tif 000014
【図１４】
2010219413.tif 000015
【図１０】
2010219413.tif 000016